http://phys.org/news/2012-05-metafluids-german-material-class.html
May 8, 2012
一個由德國 Karlsruhe 理工學院的 Martin Wegener 教授所領導的團隊，透過一種穩定的結晶型 metafluid（變流體） -- 一種「pentamode（五模式）超材料」 -- 的產製，成功實現一種新的材料類型。利用新的奈米建構（nanostructuring）方法，這種材料首度得以被實現，具有任何可以想見的力學特性。研究者們將在 Applied Physics Letters 五月號的封面故事中呈現他們的成果。
過去幾個月 KIT 的 DFG Center for Functional Nanostructures（CFN）以及應用物理研究所（AP）可用克竟其功（The Rubicon was crossed）來形容。最終，許多三維變換聲學（transformation acoustics）的構想，例如：隱「聲」斗篷（inaudibility cloaks）、聲學菱鏡（acoustic prisms），或新的喇叭概念，都能在不久的將來實現。
到目前為止，pentamodes（1995 年由 Graeme Milton 與 Andrej Cherkaev提出）都是純理論性：材料（如黃金、水）的力學行為，以壓縮（compression）及剪切（shear）參數來表示。考慮到這種現象：例如，水在圓柱體內難以被壓縮，是透過壓縮參數來描述。而利用湯匙，能在所有方向上攪拌它這個事實，則透過剪切參數來表示。
Penta 這個字源於古希臘語，意思是「五」。在水的例子中，五種剪切參數等於零，只有一種參數，壓縮，值有所不同。就參數而論，pentamode 超材料的理想狀態類似於水的狀態，這也是為何此材料被稱為 metafluid。理論上，任何可以想見的力學特性不管怎樣都可以藉由改變相關參數而獲得。
"要實現 pentamodes 超材料，就跟「試圖以針搭鷹架，且除了針尖之外，其他地方都不能夠接觸」一樣困難，" 第一作者 Dr. Muamer Kadic 解釋。"這個 Karlsruhe 原型是以某種聚合物製成。此材料的力學行為是由個別「塔糖（sugar loaves）」的銳利度（acuteness）與長度所決定。一方面，我們必須在奈米範圍內設計小塔糖，並使它們以正確的角度互連。在另一方面，整個結構最終必須要盡可能的大。因為材料本身只佔了各自體積的百分之一點多，所以獲得的複合物相當的輕。"
"一如變換光學（transformation optics），為了獲得類似的 3D 結果，變換聲學僅能依賴超材料。基於以上原因，我們 pentamode 超材料的首度製作，相當的成功，" Tiemo Buckmann 補充。他將從應用物理研究所獲得文憑，且負責利用浸入式雷射曝光（dip-in laser writing，一種源自於 Nanoscribe 公司所開發的雷射直寫 (direct laser writing) 的方法）實現這種新材料的結構。
最近幾年來，Martin Wegener（應用物理系教授以及 CFN 的聯絡人）等人開發了雷射直寫，且基於那種方法，建立了三維奈米結構的光微影術（optical lithography）。Wegener 小組在變換光學中成就眾多，例如：第一個在可見光範圍內的三維隱形斗篷，就是來自於那種技術。
※ 相關報導：
＊ On the practicability of pentamode mechanical metamaterials
http://apl.aip.org/resource/1/applab/v100/i19/p191901_s1
Muamer Kadic, Tiemo Bückmann, Nicolas Stenger, Michael Thiel,＊ 「可見光」隱形毯
and Martin Wegener
Appl. Phys. Lett. 100, 191901 (2012); (4 pages)
doi: 10.1063/1.4709436
＊ 特異材料能提昇電磁安全性
＊ 科學家創造第一個自立式3D 掩蔽
＊ 建構新的雷射奈米製造技術
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